林琳　年軼

[摘 要]工程教育認(rèn)證對(duì)于復(fù)雜工程問(wèn)題有明確的要求。需求工程課程組通過(guò)基于案例的教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析和團(tuán)隊(duì)合作解決有一定復(fù)雜度的工程問(wèn)題，從而提高學(xué)生掌握行業(yè)規(guī)范及獨(dú)立探索的素養(yǎng)。調(diào)查問(wèn)卷表明，學(xué)生對(duì)于課程教學(xué)方法的設(shè)計(jì)滿意度較高。

[關(guān)鍵詞]復(fù)雜工程問(wèn)題;工程認(rèn)證;CBL;需求工程

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2022）04-0106-04

2016年6月，我國(guó)正式加入《華盛頓協(xié)議》，成為《華盛頓協(xié)議》教育體系下的正式成員國(guó)，申請(qǐng)通過(guò)工程教育認(rèn)證的高校專業(yè)必須按照協(xié)議的要求培養(yǎng)人才[1]?！度A盛頓協(xié)議》特別針對(duì)“復(fù)雜工程問(wèn)題”提出了具體的要求，明確了培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該具有的工程能力和工程素質(zhì)，這就要求高校著力培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力和修養(yǎng)，使他們能夠切實(shí)具有解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力[2]。江蘇大學(xué)軟件工程專業(yè)于2019年進(jìn)行了工程教育認(rèn)證的現(xiàn)場(chǎng)考察并順利通過(guò)認(rèn)證，說(shuō)明專家認(rèn)可了專業(yè)課程中的復(fù)雜工程問(wèn)題設(shè)置。本文以軟件工程專業(yè)中的核心課程——需求工程為例，對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)中的復(fù)雜工程問(wèn)題加以探討。

需求工程是軟件工程專業(yè)的核心課程，是應(yīng)用已證實(shí)有效的技術(shù)、方法進(jìn)行需求獲取和需求分析，幫助分析人員理解問(wèn)題并定義目標(biāo)系統(tǒng)的所有外部特征的一門(mén)學(xué)科。本課程的任務(wù)是讓學(xué)生具有使用實(shí)際有效的建模技術(shù)、分析方法進(jìn)行需求獲取、需求分析、需求建模及需求定義的能力;使得學(xué)生能通過(guò)合適的工具、記號(hào)系統(tǒng)地描述待開(kāi)發(fā)系統(tǒng)及其行為特征和相關(guān)約束，形成需求文檔。教師對(duì)多種教學(xué)手段的運(yùn)用，有利于學(xué)生工程意識(shí)的培養(yǎng)和工程思維的建立，讓學(xué)生在案例的引導(dǎo)下，在完成“任務(wù)”的過(guò)程中，培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

一、課程概況

需求工程是軟件工程專業(yè)理論與實(shí)踐兼具的課程，課程的教學(xué)宗旨在于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和工程思維能力，使他們能夠理解復(fù)雜問(wèn)題涉及多方面的沖突因素，能以創(chuàng)新的思路或方法提出解決問(wèn)題的方案。如果知識(shí)的傳授方式仍然沿用課堂講授的傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)將索然無(wú)味，不能保證教學(xué)效果與培養(yǎng)目標(biāo)的有效達(dá)成。為此，我們將CBL教學(xué)模式[3]（Case based Learning，案例教學(xué)法）引入課程的需求獲取和需求分析等相關(guān)章節(jié)的教學(xué)中，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中教師的角色，讓教師成為教學(xué)過(guò)程的組織者、引導(dǎo)者和激勵(lì)者。教學(xué)開(kāi)始先按項(xiàng)目成組，教師通過(guò)案例構(gòu)建出一定問(wèn)題域場(chǎng)景并設(shè)計(jì)問(wèn)題。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)的查閱、小組的研討以及自主學(xué)習(xí)等形式，深入理解項(xiàng)目建設(shè)的目標(biāo)（業(yè)務(wù)需求）與需求的關(guān)聯(lián)關(guān)系;通過(guò)剖析系統(tǒng)的瓶頸問(wèn)題以識(shí)別系統(tǒng)的各類(lèi)架構(gòu)形式，并選擇合適的系統(tǒng)架構(gòu)形成問(wèn)題解決方案?；诎咐虒W(xué)的流程如圖1所示。

二、面向復(fù)雜工程問(wèn)題的教學(xué)過(guò)程

在以往的教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，隨著課堂內(nèi)容的逐漸深入、難度的不斷加大，一些學(xué)生開(kāi)始產(chǎn)生一些畏難厭學(xué)的情緒。需求工程是軟件工程專業(yè)學(xué)生的一門(mén)專業(yè)選修課程，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，對(duì)知識(shí)的寬度及專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用有著較高的要求。如果學(xué)生只是按照教師的要求機(jī)械地完成教師布置的任務(wù)，沒(méi)有對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入思考，是難以真正做到融會(huì)貫通的。造成這種現(xiàn)象的根本原因是，教學(xué)內(nèi)容沒(méi)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生沒(méi)有真正地動(dòng)腦去思考。

（一）教學(xué)設(shè)計(jì)

由于大部分學(xué)生的形象思維能力較強(qiáng)，抽象思維能力相對(duì)較弱，教師上課時(shí)如果太強(qiáng)調(diào)原理的來(lái)歷、理論推導(dǎo)和論證的過(guò)程，會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得難以理解。因此，教師在講授知識(shí)內(nèi)容時(shí)應(yīng)側(cè)重于過(guò)程性知識(shí)，以情境性為主、科學(xué)性為輔，尤其要將抽象理論及概念具體化，重點(diǎn)考慮如何用實(shí)際的案例和任務(wù)將課程內(nèi)容銜接起來(lái)。這樣更符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，學(xué)生接受起來(lái)難度系數(shù)會(huì)大大降低。

復(fù)雜工程問(wèn)題主要體現(xiàn)為兩種類(lèi)型，一類(lèi)是問(wèn)題與解決問(wèn)題，另一類(lèi)則是理論、技術(shù)與方法[4]。需求工程課程著重對(duì)前一類(lèi)的解決問(wèn)題能力進(jìn)行培養(yǎng)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)如圖2所示。

整個(gè)過(guò)程從縱向上可分為：工程案例分析、任務(wù)案例設(shè)計(jì)、成組學(xué)習(xí)的組織、組內(nèi)角色分配及任務(wù)分解、協(xié)同學(xué)習(xí)過(guò)程、質(zhì)性評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建。階段性的成組學(xué)習(xí)研討既要完成學(xué)習(xí)過(guò)程的跟蹤，又要解決學(xué)習(xí)過(guò)程的控制與反饋問(wèn)題。CBL教學(xué)法是根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容的要求，把要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)融入具體的教學(xué)案例中。

以事務(wù)性軟件系統(tǒng)開(kāi)的業(yè)務(wù)架構(gòu)為例。在事務(wù)性軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)這個(gè)領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)人員面對(duì)的大都是復(fù)雜系統(tǒng)，這些系統(tǒng)中的各個(gè)部分互相依賴、互相關(guān)聯(lián)和互相作用，形成一個(gè)密不可分的復(fù)雜整體。因此，開(kāi)發(fā)人員同樣需要體系，需要一個(gè)能夠保證軟件開(kāi)發(fā)實(shí)施過(guò)程成功的理論體系。從目前來(lái)看，業(yè)務(wù)架構(gòu)體系可以說(shuō)是一個(gè)比較適合的體系。

在教學(xué)過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)搜索、閱讀和研究相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)，參照案例的分析過(guò)程，經(jīng)小組分析討論和研究，形成對(duì)給定問(wèn)題域背景的透徹理解。利用多種資源開(kāi)展文獻(xiàn)檢索和資料查詢，全面地理解問(wèn)題域，能為后期的學(xué)習(xí)任務(wù)奠定基礎(chǔ)。

變抽象為具體。在業(yè)務(wù)架構(gòu)的情境案例設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量減少理論與實(shí)際應(yīng)用之間的差距。比如，業(yè)務(wù)模型概念在學(xué)生思維中的形成，就是通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)案例正式場(chǎng)景的剖析，給出實(shí)際事例，進(jìn)而推出業(yè)務(wù)模型的概念，以此提高學(xué)生對(duì)抽象概念的理解能力。有些問(wèn)題的設(shè)計(jì)可能與教學(xué)無(wú)關(guān)，但能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性;或者能夠引導(dǎo)學(xué)生思維，展現(xiàn)學(xué)科的邏輯魅力。這就要求教師在教學(xué)中要很好地把握教學(xué)主題，利用相關(guān)的背景知識(shí)組織教學(xué)，讓學(xué)生共同參與分析和思考，從而掌握教學(xué)內(nèi)容。

對(duì)于業(yè)務(wù)架構(gòu)的抽取，通常不是僅靠常用的方法就可以解決的，因?yàn)閱?wèn)題中所涉及的因素需要通過(guò)建立合適的抽象模型才能解決，在建模過(guò)程中要體現(xiàn)一定的創(chuàng)造性（或是自己的見(jiàn)解）。教師要引導(dǎo)學(xué)生基于科學(xué)原理，融合專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，對(duì)復(fù)雜軟件工程問(wèn)題進(jìn)行深入研究，通過(guò)實(shí)際的工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)案例，從戰(zhàn)略視角、業(yè)務(wù)視角、管理視角、數(shù)據(jù)視角、應(yīng)用視角討論案例的關(guān)聯(lián)，抽取業(yè)務(wù)域結(jié)構(gòu)，分析其活動(dòng)流程、活動(dòng)內(nèi)容以及活動(dòng)步驟?；谏鲜龌A(chǔ)，教師再引領(lǐng)學(xué)生從縱向橫向上進(jìn)行系統(tǒng)的業(yè)務(wù)架構(gòu)。

通過(guò)對(duì)整個(gè)業(yè)務(wù)體系的剖析，向?qū)W生展示案例場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生面對(duì)場(chǎng)景眾多沖突因素，并運(yùn)用所學(xué)習(xí)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和工程經(jīng)驗(yàn)，以創(chuàng)新的思路和方法進(jìn)行領(lǐng)域建模。教師先把項(xiàng)目完成的結(jié)果展示給學(xué)生，讓學(xué)生知道自己完成成果的預(yù)期，通過(guò)成果去激發(fā)學(xué)生的探索欲。由于只展示了結(jié)果和大致的構(gòu)架，具體的實(shí)施細(xì)節(jié)和解決方案還需要學(xué)生自己去實(shí)現(xiàn)，學(xué)生只有充分掌握學(xué)科的基本理論和方法后，才能更好地設(shè)計(jì)解決方案。

（二）教學(xué)內(nèi)容

教師在課程教學(xué)中應(yīng)充分使用CBL教學(xué)模式。CBL教學(xué)模式是以案例為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方法，是在一個(gè)可控制的環(huán)境中對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的部分情景進(jìn)行模擬[5]。在案例學(xué)習(xí)提供的情景中，學(xué)生可充分運(yùn)用所掌握的知識(shí)，自主地進(jìn)行分析或決策[5]。CBL教學(xué)法不僅能讓學(xué)生在討論中獲得知識(shí)，而且還能通過(guò)討論提高學(xué)生的人際溝通能力。由于教學(xué)中案例真實(shí)、素材豐富，更易于學(xué)生身臨其境地認(rèn)真對(duì)待、分析和解決問(wèn)題。

為防止學(xué)生從網(wǎng)上復(fù)制現(xiàn)成文檔，案例分析要求每個(gè)學(xué)生以自己身邊的家人或者朋友為采訪對(duì)象，以對(duì)象從事的職業(yè)為系統(tǒng)背景，進(jìn)行需求獲取和需求分析。學(xué)生依據(jù)教師的案例引導(dǎo)，圍繞目標(biāo)要求，將案例分析題目拆分成相關(guān)任務(wù)，并針對(duì)具體任務(wù)從書(shū)本、中國(guó)知網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及圖書(shū)館收集資料，圍繞主題組織材料，采用訪談、頭腦風(fēng)暴等形式，通過(guò)QQ、微信等通信平臺(tái)進(jìn)行多次研討。這種形式不僅消除了學(xué)習(xí)交流過(guò)程中物理空間上的隔離，而且讓學(xué)生提前體驗(yàn)真實(shí)場(chǎng)景中進(jìn)行需求獲取的情景，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。最后，要求學(xué)生按規(guī)范要求制作PPT，進(jìn)行成果展示，并撰寫(xiě)相關(guān)報(bào)告。具體CBL教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式、考核和成績(jī)判定方式以及形成結(jié)果見(jiàn)表1。

課程的項(xiàng)目展示主要考查學(xué)生的總結(jié)能力和表達(dá)能力。該環(huán)節(jié)要求學(xué)生在完成項(xiàng)目實(shí)踐后，使用PPT對(duì)自己所做工作進(jìn)行總結(jié)，時(shí)間限定在6～8分鐘，考查的內(nèi)容包括PPT是否規(guī)范、美觀，結(jié)構(gòu)是否合理，以及演講人的邏輯是否清晰、演講是否生動(dòng)等。

三、教學(xué)成效分析

本文對(duì)課程的教學(xué)成效評(píng)價(jià)通過(guò)課程感知、教師感知和課程價(jià)值感知三方面加以說(shuō)明。感知是思維的反應(yīng)，是理性的，是通過(guò)思維對(duì)客觀分析后的反應(yīng)，是通過(guò)分析得出的對(duì)某事的看法[6]。課程結(jié)束后，發(fā)放給學(xué)生問(wèn)卷樣本75份，收回有效問(wèn)卷63份，占總樣本數(shù)的84%。問(wèn)卷的選擇項(xiàng)中包括完全同意、比較同意、不太同意、完全不同意4個(gè)選項(xiàng)。

在對(duì)于課程的感知上，我們?cè)O(shè)計(jì)了課時(shí)安排、教學(xué)內(nèi)容、上課形式、互動(dòng)情況、考核方式、理論與實(shí)踐結(jié)合6個(gè)維度加以分析。從圖3中可見(jiàn)，總體評(píng)價(jià)呈良好態(tài)勢(shì)，但是在課程的互動(dòng)性、理論與實(shí)踐結(jié)合兩個(gè)維度上，基本同意的占比較高?？梢?jiàn)，這兩個(gè)維度是今后課程持續(xù)改進(jìn)的主要關(guān)注點(diǎn)。

在對(duì)教師的感知上，從教師的教學(xué)態(tài)度、教師的專業(yè)知識(shí)面、教學(xué)方式、案例形式、引導(dǎo)學(xué)生思考、課后回答學(xué)生問(wèn)題等6個(gè)維度統(tǒng)計(jì)了學(xué)生的評(píng)價(jià)，如圖4所示，總體呈良好態(tài)勢(shì)。其中，教學(xué)態(tài)度獲得了學(xué)生的高度認(rèn)可。而教師積極引導(dǎo)學(xué)生思考方面，基本同意占比稍高，而這與課程互動(dòng)的設(shè)計(jì)密切相關(guān)，兩者間具有關(guān)聯(lián)關(guān)系，是課程持續(xù)改進(jìn)的關(guān)注點(diǎn)。

在對(duì)課程價(jià)值感知上，如圖5所示，從拓展了學(xué)生的視野、提高了學(xué)生的專業(yè)能力、激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、有助于學(xué)生的自動(dòng)性學(xué)習(xí)能力、對(duì)學(xué)生未來(lái)的職業(yè)發(fā)展有幫助、啟發(fā)了學(xué)生的思維等6個(gè)維度統(tǒng)計(jì)了學(xué)生的評(píng)價(jià)，總體呈良好態(tài)勢(shì)，尤其在啟發(fā)了學(xué)生的思維上獲得了更多認(rèn)可。

四、結(jié)語(yǔ)

教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)教師的講述和自己的思考，學(xué)生對(duì)很多概念和課程內(nèi)容的理解比之前深刻。如某組學(xué)生就“網(wǎng)上招聘代理系統(tǒng)”案例進(jìn)行分析，但在分析過(guò)程中如果重點(diǎn)關(guān)注招聘的內(nèi)涵，而忽略了招聘的外延，其獲得的結(jié)果就會(huì)“失之毫厘，謬以千里”。蘇軾有詩(shī)：“橫看成嶺側(cè)成峰，遠(yuǎn)近高低各不同?！边@句千古名句告訴人們，觀察事物與所處角度有關(guān)。為此，案例教學(xué)法的實(shí)施，不只是將案例以實(shí)例的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，而是要將案例與一系列問(wèn)題相結(jié)合，讓學(xué)生真正地理解案例背后的原理及方法，讓學(xué)生自己基于科學(xué)原理，融合專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，對(duì)復(fù)雜軟件工程問(wèn)題進(jìn)行深入研究，最終解決問(wèn)題。否則一旦問(wèn)題出現(xiàn)變更，學(xué)生就會(huì)束手無(wú)策。

教育的重要內(nèi)容不是知識(shí)的灌輸，而是讓學(xué)生學(xué)會(huì)推理、決策和解決生活中隨處可見(jiàn)的復(fù)雜問(wèn)題?！笆谌艘贼~(yú)不如授人以漁”，課改的本質(zhì)不只是傳授給學(xué)生既有知識(shí)，而是要傳授給學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的方法。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]